专利名称：快门控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有可更换镜头的照相机，其中快门设置在镜筒中，更具体而言，涉及用于控制快门操作的装置。
背景技术：
目前，已经知道镜筒能够更换的小型照相机，如日本未审查专利公开No. 2008-026888中所公开的照相机。在该照相机中，必须在照相机机体与镜筒之间发送和接收数据或命令，以使设置在照相机机体中的微型计算机能够根据安装在照相机机体上的镜头来执行适当处理。然而，不存在快门仅仅设置在镜筒中的照相机。从而，在设计和研发该照相机时，根据照相机机体如何控制快门而可能出现各种问题。例如，电触头可能因照相机机体与镜筒之间的数据通信而增加。然而，如果电触头数量因快门控制而增加，则照相机系统的构造将变得复杂，并且控制将变得复杂。
发明内容
因此，本发明的目的旨在提供以下快门控制装置，其能够利用简单的控制并且在不改变用于数据通信的电触头构造的情形下操作快门，所述快门容纳在镜筒中。根据本发明提供一种快门控制装置，其使用设置在照相机机体中的成像装置来操作容纳在镜筒中的快门以执行拍摄。所述快门控制装置包括通信端口和快门控制单元。所述通信端口设置成在所述照相机机体与所述镜筒之间发送和接收信号。所述快门控制单元设置在所述照相机机体中，并且输出快门控制信号以操作所述快门。所述快门控制信号通过所述通信端口发送至所述镜筒。此外，根据本发明提供可拆卸地安装在照相机机体上的镜筒。所述镜筒包括通信端口和快门。所述通信端口在所述照相机机体与所述镜筒之间发送和接收信号。所述快门被所述照相机机体输出的快门控制信号操作。所述快门控制信号通过所述通信端口发送至所述镜筒。此外，根据本发明提供一种可拆卸地安装有镜筒的照相机机体，所述镜筒中设置有快门。所述照相机机体包括通信端口和快门控制单元。所述通信端口在所述照相机机体与所述镜筒之间发送和接收信号。所述快门控制单元输出快门控制信号以操作快门。所述快门控制信号通过所述通信端口发送至所述镜筒。此外，根据本发明提供一种照相机系统，其中镜筒可拆卸地安装在照相机机体上。所述照相机系统包括快门、第一通信端口、第二通信端口和快门控制单元。所述快门设置在所述镜筒中。所述第一通信端口设置在所述镜筒中以在所述照相机机体与所述镜筒之间发 送和接收信号。所述第二通信端口设置在所述照相机机体中以在所述照相机机体与所述镜筒之间发送和接收信号。所述快门控制单元设置在所述照相机机体中，并且输出快门控制信号以操作所述快门。所述快门控制信号从所述第二通信端口输出并且通过所述第一通信端口输入至所述镜筒。
根据以下描述，参考附图将更好地理解本发明的目的和优点，其中图I是应用了本发明第一实施例的具有可更换镜头的照相机的透视图；图2是从图I所示的照相机中移除镜筒后的照相机机体的透视图；图3是示出照相机机体和镜筒的电结构的框图；图4是照相机机体和镜筒之间的通信时序的时间图；图5是大体示出照相机CPU的中断端口的操作模式的变化的视·
图6是根据通信时序的快门操作的时间图；图7是示出根据通信时序的快门操作的流程图；图8是拍摄操作程序的流程图；图9是根据第二实施例的通信时序的快门操作的时间图；以及图10是根据第三实施例的通信时序的快门操作的时间图。
具体实施例方式下面，参考附图描述本发明的第一实施例。图I示出了具有可更换镜头的照相机的外形，并且图2示出了没有镜筒15时的照相机，其中所述镜筒15已经从其照相机机体10上移除。在该照相机系统中，镜筒15可拆卸地安装在照相机机体10上。快门设置在镜筒15中，并且快门操作通过设置在照相机机体10中的照相机处理器来执行，如下文所述。在该实施例中，快门通常打开，并且通过快门释放来关闭。多个电触头12以弧形布置在照相机机体10的镜头支架11内。在电触头12的下方设置有成像装置单元13，在该成像装置单元13中容纳有成像装置(未示出)。当照相机机体10的电源打开时，移动图像通过成像装置来获取并且可以作为即时取景显示在监视器(未示出)上。快门按钮14设置在照相机机体10的上表面上。当快门按钮14部分按下时执行AF操作，并且当快门按钮14完全按下时设置在照相机机体10中的照相机处理器对快门进行操作，以获取静止图像。从而，使用成像装置来执行拍摄。下面，参考图3描述具有可更换镜头的照相机的电结构。设置在照相机机体10中的照相机处理器20具有通信端口，诸如用于数字信号的接地端口 21、输入/输出端口 22、中断端口 23、串行数据输入端口 24、串行数据输出端口25、时钟信号端口 26、纵向同步信号端口 27，等等。照相机处理器20连接至电源30，电源30连接至电源端子31、感测端子32和用于电源的接地端子33。设置在镜筒15中的镜头CPU 40具有通信端口，诸如用于数字信号的接地端口 41、中断端口 42、输入/输出端口 43、串行数据输出端口 44、串行数据输入端口 45、时钟信号端口 46、纵向同步信号端口 47，等等。镜头CPU 40连接至镜头电源50，该镜头电源50连接至电源端子51、用于数字信号的接地端子52和用于电源的接地端子53。此外，镜头CPU 40连接至快门电动机55、AF电动机56和孔径光阑电动机57。当镜筒15安装在照相机机体10上时，镜筒15的电触头58与照相机机体10的电触头12接触。从而，感测端子32与用于数字信号的接地端子52电连接，并且通过这样接地，照相机处理器20认为镜筒15已安装至照相机机体10。结果，照相机处理器20通过电源端子31和51来开启镜头电源50，以使照相机机体10与镜筒15之间的通信成为可能。即，通过通信端口在照相机机体10与镜筒15之间发送和接收信号。例如，根据照相机处理器20的控制，驱动AF电动机56以执行AF操作，驱动孔径光阑电动机57以调整孔径光阑的开口程度，并且驱动快门电动机55以执行拍摄操作。下面，参考图3和图4描述照相机机体与镜筒之间的通信时序的实例。首先，对数据从照相机处理器20发送至镜头CPU 40进行描述。当输入/输出端口 22的输出电平上升至“高”(参见All)时，通信请求信号Sll从照相机处理器20输出，并且输入至镜头CPU 40的中断端口 42。通过将通信请求信号Sll变为“高”，镜头CPU 40执行通信准备处理，然后生成“高”通信允许信号S12。即，输入/输出端口 43的输出电平从“低”变为“高”(参见A12)，并且将处于“高”的通信允许信号S12输入至照相机处理器20的中断端口 23。由此，使照相机处理器20与镜头CPU 40之间的通 信成为可能。从而，通信请求信号Sll和通信允许信号S12是握手信号，并且中断端口 23和42是用于接收握手信号的握手端口。当握手完成时，照相机处理器20和镜头CPU 40能够彼此通信，此时照相机处理器20通过输出端口 25以与从时钟信号端口 26输出的串行时钟信号S13同步的方式输出η个字节的照相机信号(串行数据)S14，诸如命令。串行时钟信号S13输入至镜头CPU 40的时钟信号端口 46，并且照相机信号S14输入至镜头CPU 40的输入端口 45。当照相机信号S14的输入操作完成时，通信允许信号S12变为“低”。即，镜头CPU 40的输入/输出端口 43的输出电平从“高”变为“低”(参见Α13)，并且将处于“低”的通信允许信号S12输入至照相机处理器20的中断端口 23。通过将通信允许信号S12变为“低”，照相机处理器20将通信请求信号Sll变为“低”。即，照相机处理器20的输入/输出端口 22的输出电平从“高”变为“低”(参见Α14)，从而将处于“低”的通信允许信号Sll输入至镜头CPU 40的中断端口42，以完成从照相机处理器20至镜头CPU 40的数据发送。从镜头CPU 40至照相机处理器20的数据发送类似于上述操作。首先，镜头CPU40的输入/输出端口 43的输出电平从“低”变为“高”(参见Α15)，以使通信请求信号S15变为“高”，然后将其输入至照相机处理器20的中断端口 23。照相机处理器20执行通信准备处理，然后输入/输出端口 22的输出电平从“低”变为“高”(参见Α16)，并且通信允许信号S16变为“高”。将通信允许信号S16输入至镜头CPU 40的中断端口 42，这实现镜头CPU40与照相机处理器20之间的通信。接着，镜头CPU 40通过输出端口 44以与从照相机处理器20的时钟信号端口 26输出的串行时钟信号S13同步的方式输出η个字节的镜头信号(串行数据)S18，并且输入至照相机处理器20的输入端口 24。当镜头信号S18的输入操作完成时，通信允许信号S16变为“低”。即，照相机处理器20的输入/输出端口 22的输出电平从“高”变为“低”(参见Α17)，并且将处于“低”的通信允许信号S16输入至镜头CPU40的中断端口 42。当通信允许信号S16变为“低”时，镜头CPU 40的输入/输出端口 43的输出电平从“高”变为“低”(参见Α18)。即，通信请求信号S15变为“低”，并且完成从镜头CPU 40至照相机处理器20的数据发送。
注意，关于图3所示的通信端口，接地端口 21和41设置成用于将数字信号接地，并且纵向同步信号端口 27和47设置成用于将纵向同步信号按每一帧(即，1/60秒)从照相机处理器20发送至镜头CPU40。如上所述，在一个帧期间在照相机处理器20与镜头CPU 40之间执行数据发送和接收。例如，当请求当前镜头状态的命令(照相机信号S14)从照相机处理器20发送至镜头CPU 40时，将数据(镜头信号S18)诸如镜头性能信息发送至照相机处理器20。当照相机机体10的电源30打开并且快门按钮14没有按下时该数据发送和接收周期性地执行，同时通过成像装置所获得的移动图像作为即时取景显示在照相机机体10的监视器上。当快门按钮14按下时，通信时序以与上述快门按钮14没有按下时基本相同的方式来执行。即，当快门按钮14部分按下时，执行AF操作。从而，从照相机处理器20输出AF操作的命令(照相机信号S14)，从而镜头开始朝向聚焦位置移动，并且将信息(镜头信号 S18)诸如镜头位置从镜头CPU 40发送至照相机处理器20。在照相机处理器20中，基于由成像装置获得的图像，利用对比计算来检测聚焦状态。从而，当没有获得聚焦状态时，输出对镜头进行调整的命令，并且当获得聚焦状态时，输出停止镜头的命令。当快门完全按下时，利用通信端口对静止图像执行拍摄操作。下面，参考图5描述通信端口的使用。图5中所示的模式开关为软件开关，并且在通信处理模式和快门操作模式之间变化。模式开关通常设定为通信处理模式，并且当从照相机处理器20输出快门操作命令(照相机信号S14)时改变成快门操作模式。在通信处理模式中，将从照相机处理器20输出的通信请求信号Sll或通信允许信号S16输入至中断端口 42。相反，在快门操作模式中，将从照相机处理器20输出的快门控制信号输入至中断端口 42。从而，通信请求信号S11，通信允许信号S16和快门控制信号经过相同的通信线路从照相机机体20发送至镜头CPU 40，并且电气相同，即使根据模式在镜头CPU 40中执行不同的处理。使用中断端口 42将快门控制信号输入至镜头CPU 40的原因在于，中断端口 42构造成，即使在镜头CPU 40中执行着另外的处理时仍立即响应于控制信号来在镜头CPU 40中执行所请求的处理。即，中断端口 42适于输入时间关键控制信号，诸如快门控制信号。因此，在实施例中，中断端口 42不仅仅用作握手端口，而且用于将快门控制信号输入至镜头CPU 40。下面，参考图6至图8描述拍摄操作的控制。注意，在图6中，由虚线Cl包围的部分与图4中“将数据从照相机机体发送至镜头”的通信时序对应，并且由虚线C2包围的另一部分与图4中“将数据从镜头发送至照相机机体”的通信时序对应。在步骤101中，对镜头执行初始化以便通信，从而将各种信息从镜筒发送至照相机处理器20。在步骤102中，执行从照相机处理器20至镜头CPU 40的通信。S卩，在通信请求信号Sll和通信允许信号S12为“高”的情形下，将照相机信号S14以与串行时钟信号S13同步的方式输出至镜头CPU 40。在步骤103中，确定照相机信号S14中是否包含快门操作命令。当不包含快门操作命令时，在步骤104中执行与照相机信号S14对应的处理。例如，当快门按钮没有按下时，将数据诸如镜头信息(镜头信号S18)从镜头CPU 40发送至照相机处理器20，因为请求当前镜头状态的命令包含在照相机信号S14中。当快门按钮14部分按下时，将信息诸如镜头位置等(镜头信号S18)从镜头CPU 40发送至照相机处理器20，因为用于AF操作的命令包含在照相机信号S14中。在步骤105中，确定是否继续照相机操作。当照相机机体的电源打开时，处理返回至步骤102，并且重复上述操作。即，重复执行图6中由虚线Cl和C2包围的通信时序。在通信期间，如果用户关闭照相机机体的电源，则处理从步骤105转入步骤106，以便执行预定的镜头去激励操作，并且通信时序结束。当快门按钮完全按下时，将快门操作命令包含在照相机信号S14中。快门操作命令通知镜头CPU 40为快门释放做准备，即，使用连接至中断端口 42的通信线路来发送快门控制信号。在该情形下，处理从步骤103转入步骤107，以使指示是否可以进行快门释放的一个字节的响应信号S19从镜头CPU 40发送至照相机处理器20。当可以进行快门释放时，处理转入步骤110并且执行拍摄操作。相反，当不可以进行快门释放时，跳过步骤110并且执行步骤105。
在拍摄操作程序步骤111中，快门准备完成信号S21首先从镜头CPU 40发送至照相机处理器20。快门准备完成信号S21与已经从“低”上升至“高”的镜头CPU 40的输入/输出端口 43的输出电平对应，并且输出至照相机处理器20的中断端口 23。根据快门准备完成信号S21，认为在照相机处理器20中快门释放准备已完成。从而，输入/输出端口 22的输出电平从“低”上升至“高”，并且在步骤112中将该信息作为预释放通知信号S22输出至中断端口 42。在镜头CPU 40中，由于预释放通知信号S22的输入，而认为快门释放接近。在输出预释放通知信号S22之后，在步骤113中照相机处理器20执行成像装置(CMOS)的全局复位，以清除任何不必要的电荷，从而启动成像装置中的电荷存储操作(参见A21)。自电荷存储操作起已经过快门时间“t”时，照相机处理器20的输入/输出端口 22的输出电平从“高”降为“低”，并且在步骤114中将该信息作为快门关闭信号(或快门控制信号)S23输出至镜头CPU 40的中断端口 42。从而，通过输入/输出端口 22和中断端口42将快门控制信号发送至镜头CPU40。然后，在镜筒中，执行快门释放，在其中关闭快门(参见A22 )。然后，在步骤115中结束成像装置的电荷存储操作(参见A23 )并且处理转入步骤116，其中镜头CPU 40的输入/输出端口 43的输出电平从“高”降为“低”，并且将指示快门操作已完成的快门完成信号S24输出至照相机处理器20的中断端口 23。当拍摄操作程序结束时，如上所述，在步骤105中确定是否继续照相机操作，并且当照相机机体的电源打开时，处理转入步骤102。即，通信时序从快门操作模式变为通信处理模式(参见图5)，并且在照相机处理器20与镜头CPU 40之间通过中断端口 23和42通信的信号仅仅是通信请求信号S11、S15和通信允许信号S12、S16，从而执行常规通信时序(参见C3)。在步骤105中，当照相机机体的电源关闭时，通信时序结束。如上所述，对于将用于快门释放的快门控制信号发送至镜头CPU40，没有设置特定的通信线路而是使用用于常规镜头通信的通信线路。因此，没必要为快门操作设置额外的电触头，从而，可以简化电结构并且可以减小制造成本。此外，由于快门控制信号输入至镜头CPU 40的中断端口 42，因此快门控制信号总是优先于镜头CPU 40中执行的任何其它处理，从而能够实现高快门速度操作，这在常规通信中不能实现。图9示出了根据第二实施例的通信时序的快门操作。与图6所示第一实施例相应的信号使用相同的附图标记。第二实施例的照相机构造成，打开和关闭快门以执行拍摄操作，这与第一实施例是不同的。因此，除快门控制信号以外，快门速度信息(即，Tv值)从照相机处理器20输出，并且通过通信端口发送至镜头CPU 40。用于快门操作的命令(或照相机信号S14)和响应信号S19在照相机处理器20与镜头CPU 40之间通信之后，在镜筒内，快门从打开状态变为关闭状态，并且固定至关闭状态(参见Dl I)。然后，在照相机处理器20中，输入快门准备完成信号S21，从而照相机处理器20认为快门关闭，并且输出预释放通知信号S22。在预释放通知信号S22输出之后，在成像装置中执行全局复位，以清除任何不必要的电荷，从而能够在成像装置中启动电荷存储操作(参见D12)。然后，照相机处理器20的输入/输出端口 22的输出电平从“高”降为“低”，并且该信息作为快门打开信号(或快门控制信号)S31输出至镜头CPU 40的中断端口 42。从而，在镜筒中执行快门释放，其中快门被打开以暴露成像装置(参见D13)。从快门开启时间起已经过对应于Tv值的时间“t”时，快门关闭(参见D14)并且成像装置中的电荷存储操作结束(参见D15)。然后，镜头CPU 40的输入/输出端口 43的输出电平从“高”降为“低”，并且指示快门操作已完成的快门完成信号S24输出至照相机处理器20的中断端口 23。·如上所述，在第二实施例中快门控制信号S31为快门打开信号。其它构造和操作与第一实施例的相同。图10示出了在第三实施例中根据通信时序的快门操作。与图6所示第一实施例相应的信号使用相同的附图标记。第三实施例中的照相机需要打开和关闭快门以执行拍摄操作，但不需要将快门速度信息(即，Tv值)输出至镜头CPU 40，因为照相机处理器20输出快门打开信号和快门关闭信号，这与第二实施例不同。用于快门操作的命令(或照相机信号S14)和响应信号S19在照相机处理器20与镜头CPU 40之间进行通信之后，在镜筒内，快门从打开状态变为关闭状态，并且固定至关闭状态(参见D11)。然后，在照相机处理器20中，输入快门准备完成信号S21，从而照相机处理器20认为快门关闭，然后在成像装置中执行全局复位，以清除任何不必要的电荷，从而则能够在成像装置中启动电荷存储操作(参见D12 )。下面，照相机处理器20的输入/输出端口 22的输出电平从“低”上升为“高”，并且该信息作为快门打开信号(或快门控制信号)S32输出至镜头CPU 40的中断端口 42。从而，快门在镜筒中打开(参见D13)。从快门打开起经过对应于Tv值的时间“t”时，照相机处理器20的输入/输出端口 22的输出电平从“高”降为“低”，并且该信息作为快门关闭信号(或快门控制信号)S33输出。从而，快门打开信号和快门关闭信号以与快门速度对应的时间间隔输出。因快门关闭信号，快门关闭(参见D14)并且成像装置中的电荷存储操作结束(参见D15)。然后，镜头CPU 40的输入/输出端口 43的输出电平从“高”降为“低”，并且指示快门操作已完成的快门完成信号S24输出至照相机处理器20的中断端口 23。如上所述，在第三实施例中快门控制信号S32和S33为快门打开信号和快门关闭信号。其它构造和操作与第一实施例的相同。尽管文中参考附图描述了本发明实施例，但显然本领域技术人员可以在不脱离本发明范围的情形下进行很多修改和变形。
权利要求
1.一种快门控制装置，其使用设置在照相机机体中的成像装置来操作容纳在镜筒中的快门以执行拍摄，所述快门控制装置包括 通信端口，其设置成在所述照相机机体与所述镜筒之间发送和接收信号；以及 快门控制单元，其设置在所述照相机机体中，所述快门控制单元输出快门控制信号以操作所述快门，所述快门控制信号通过所述通信端口发送至所述镜筒。
2.根据权利要求I所述的快门控制装置，其中所述通信端口包括用于将握手信号从所述照相机机体发送至所述镜筒的握手端口，所述快门控制信号通过所述握手端口发送至所述镜筒。
3.根据权利要求2所述的快门控制装置，其中所述握手端口包括用于将中断信号从所述照相机机体发送至所述镜筒的中断端口。
4.根据权利要求I所述的快门控制装置，还包括启动所述成像装置中的电荷存储操作的曝光启动处理器，所述快门控制信号包括用于关闭所述快门的快门关闭信号。
5.根据权利要求I所述的快门控制装置，其中所述快门控制信号包括用于打开所述快门的快门打开信号。
6.根据权利要求5所述的快门控制装置，其中所述快门速度信息通过所述通信端口从所述照相机机体发送至所述镜筒。
7.根据权利要求5所述的快门控制装置，其中所述快门控制信号包括用于打开所述快门的快门打开信号和用于关闭所述快门的快门关闭信号，所述快门打开信号和所述快门关闭信号以与所述快门速度对应的时间间隔输出。
8.一种可拆卸地安装在照相机机体上的镜筒，包括 通信端口，其在所述照相机机体与所述镜筒之间发送和接收信号； 以及 快门，其被所述照相机机体输出的快门控制信号操作，所述快门控制信号通过所述通信端口发送至所述镜筒。
9.一种可拆卸地安装有镜筒的照相机机体，其中快门设置在镜筒中，所述照相机机体包括 通信端口，其在所述照相机机体与所述镜筒之间发送和接收信号； 以及 快门控制单元，其输出快门控制信号以对所述快门进行操作，所述快门控制信号通过所述通信端口发送至所述镜筒。
10.一种照相机系统，其中镜筒可拆卸地安装至照相机机体，所述照相机系统包括 快门，其设置在所述镜筒中； 第一通信端口，其设置在所述镜筒中以在所述照相机机体和所述镜筒之间发送和接收信号; 第二通信端口，其设置在所述照相机机体中以在所述照相机机体和所述镜筒之间发送和接收信号；以及 快门控制单元，其设置在所述照相机机体中，所述快门控制单元输出快门控制信号以操作所述快门，所述快门控制信号从所述第二通信端口输出并且通过所述第一通信端口输入至所述镜筒。
全文摘要
本发明涉及一种快门控制装置，该快门控制装置使用设置在照相机机体中的成像装置来操作容纳在镜筒中的快门，以执行拍摄。快门控制装置包括通信端口和快门控制单元。通信端口设置成在照相机机体与镜筒之间发送和接收信号。快门控制单元设置在照相机机体中，并且输出快门控制信号以操作快门。快门控制信号通过通信端口发送至镜筒。
文档编号G03B9/08GK102868849SQ20121023235
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月5日 优先权日2011年7月8日
发明者神村雅之 申请人:宾得理光映像有限公司